JPH11149940A - 高温ナトリウム二次電池モジュールおよび電源システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】断熱容器内の温度分布が均一で、かつ浸水や冠
水に対して安全性および信頼性の高い高温ナトリウム二
次電池モジュールを提供する。 【解決手段】断熱容器２と、該断熱容器内に収納された
高温ナトリウム二次電池１と、この高温ナトリウム二次
電池の電極から引き出される電気端子３とを備え、前記
電気端子３が、前記断熱容器２外に引き出されるように
形成されている高温ナトリウム二次電池モジュールにお
いて、前記断熱容器２を、側壁と底部とから成る箱状の
容器本体２１と、この容器本体に被せられ、側壁と天井
とから成る箱状の蓋２２とから形成するとともに、前記
電気端子３の容器本体部における引き出し部分を、前記
蓋の側壁２２１の下端よりも上部に位置するように形成
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばナトリウム
硫黄電池などの高温ナトリウム二次電池モジュールおよ
びこの高温ナトリウム二次電池モジュールを用いた電源
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に採用されているこの種の高温
ナトリウム二次電池、すなわち負極にナトリウム、正極
に硫黄、セレン、テルル、金属ハロゲン化物などを用い
た高温ナトリウム二次電池は、その効率やエネルギー密
度が大きいことから注目され、電力貯蔵装置や電気自動
車などへの利用が期待されている。

【０００３】これらの電池は、その温度を保つために複
数個の電池が断熱容器に収納されたモジュールとして運
転される。この例としては、例えば特開平５−２６６９
２５号公報、特開平７−２４５１２４号公報、特開平７
−２８８１３８号公報などに見られるように、真空断熱
容器内に複数個の高温ナトリウム二次電池が収納され、
またこの断熱容器の下部に貫通孔が設けられて、この貫
通孔に電気端子を通すようにしたモジュールである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらのモジュールに
おいては、定常運転時には断熱容器によって高温ナトリ
ウム二次電池が保護されていて安全性が確保されている
が、火災時の放水や大雨による浸水等の際には、断熱容
器に設けられている電気端子の出入口から水が入り、電
池を構成する絶縁性セラミックスが破損しやすいという
問題がある。すなわち、絶縁性セラミックスの破損によ
り電池内部に水が入ると、ナトリウムと水が反応して水
素ガスが発生するため、安全上大きな問題となる可能性
が高い。

【０００５】また、従来のモジュールでは、断熱容器に
設けた貫通孔が直接外気と接触しているため、この部分
の断熱性が劣り、断熱容器内部に温度分布がつきやすい
という問題もあった。断熱容器内に大きな温度分布がつ
くと、温度の異なる電池間の特性の違いによってモジュ
ール内に循環電流が流れ、モジュールの信頼性を損ねる
という問題が発生する。

【０００６】なお、特開平７−２４５１２号公報では貫
通孔を通った電気端子に蓋をして、この部分の断熱性能
の向上を図っているが、断熱容器の大きさを実用範囲に
するためには、側壁の厚さには制限があり、この構造で
は断熱性能を充分高めることはできなかった。また、こ
の構造においても貫通孔部分から水が内部へ侵入する問
題は残されていた。貫通孔の代わりに電気端子をハーメ
チックシールして浸水を防ぐことは勿論可能であるが、
この場合には端子部の構造が複雑で、大電流を流すのが
困難になるという新たな問題が発生する。

【０００７】さらに、特開平９−７３９１６号公報に
は、断熱容器の側壁部材の上端面と断熱容器の蓋体の天
井部材の内面とによって挟まれた間隙に沿ってブスバー
を外部に延ばす構造のモジュールが提案されているが、
大水などで断熱容器が冠水した際の安全性を考慮したも
のではなかった。

【０００８】このように、従来の高温ナトリウム二次電
池モジュールでは、浸水や冠水に対する安全性の確保
と、温度分布均一化による信頼性確保を達成するのは困
難であった。

【０００９】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、浸水や冠水に対して安全性および
信頼性の高い高温ナトリウム二次電池モジュールを提供
するにある。本発明のもう一つの目的は、浸水や冠水に
対して安全性が高く、かつ、断熱容器内の温度分布が均
一で信頼性の高い高温ナトリウム二次電池モジュールを
提供するにある。本発明のさらにもう一つの目的は、信
頼性や安全性の高い電力貯蔵装置、電気自動車、非常用
電源、無停電電源、電力系統のピークシフト装置、周波
数・電圧安定化装置などの電源システムを提供するにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、断熱
容器と、該断熱容器内に収納された高温ナトリウム二次
電池と、該高温ナトリウム二次電池の電極から引き出さ
れる電気端子とを備え、前記電気端子が、前記断熱容器
外に引き出されるように形成されている高温ナトリウム
二次電池モジュールにおいて、前記断熱容器を、側壁と
底部とから成る箱状の容器本体と、該容器本体に被せら
れ、側壁と天井とから成る箱状の蓋とから形成するとと
もに、前記電気端子の容器本体部における引き出し部分
を、前記蓋の側壁下端よりも上部に位置するように形成
し、所期の目的を達成するようにしたものである。

【００１１】また本発明は、断熱容器と、該断熱容器内
に収納された高温ナトリウム二次電池と、該高温ナトリ
ウム二次電池の電極から引き出される電気端子とを備
え、前記高温ナトリウム二次電池が、絶縁性セラミック
スによって上下または内外に分離された負極容器と正極
容器とから構成され、かつ前記高温ナトリウム二次電池
の電気端子が、前記断熱容器外に引き出されるように形
成されている高温ナトリウム二次電池モジュールにおい
て、前記断熱容器を、側壁と底部とから成る箱状の容器
本体と、該容器本体に被せられ、側壁と天井とから成る
箱状の蓋とから形成するとともに、前記電気端子の容器
本体部における引き出し部分を、前記蓋の側壁下端より
も上部に位置するように形成し、かつ前記高温ナトリウ
ム二次電池の下端から前記正極容器の上端までの距離ｈ
と、前記断熱容器の本体部の底部上面から前記蓋の天井
下面までの距離Ｈとの関係を、Ｈ＞ｈ≧０．５Ｈの関係
を満たすように形成したものである。

【００１２】またこの場合、前記電気端子を、前記容器
本体の側壁上部と前記蓋の天井との間、および前記容器
本体の側壁と前記蓋の側壁との間を通り、前記断熱容器
の外側へ引き出されるように形成するか、あるいは前記
電気端子を、前記容器本体の側壁に設けられた貫通孔、
および前記容器本体の側壁と前記蓋の側壁との間を通
り、前記断熱容器の外側へ引き出されるように形成した
ものである。

【００１３】また、前記容器本体の側壁または／および
前記蓋の側壁や天井に、前記電気端子を通すための溝を
設け、この溝に絶縁材を介して前記電気端子を埋設する
ようにしたものである。また、前記断熱容器の内部で、
かつ前記高温ナトリウム二次電池の上部、若しくは少な
くとも前記電気端子の上部に、水分不通の覆いを設ける
ようにしたものである。

【００１４】また本発明は、断熱容器と、該断熱容器内
に収納された高温ナトリウム二次電池と、該高温ナトリ
ウム二次電池の電極から引き出される電気端子とを備
え、前記高温ナトリウム二次電池の電気端子が、前記断
熱容器外に引き出されるように形成されている高温ナト
リウム二次電池モジュールにおいて、前記断熱容器の内
部で、かつ高温ナトリウム二次電池の上部，若しくは少
なくとも前記電気端子の上部に、水分不通の覆いを設け
るようにしたものである。

【００１５】またこの場合、前記断熱容器に設けられて
いる電気端子の出入口の鉛直方向の高さを、前記高温ナ
トリウム二次電池の高さと略同じか若しくはそれ以上に
したものである。また、前記覆いに、高温ナトリウム二
次電池を加熱する電池加熱用ヒータを取付けるようにし
たものである。また、前記覆いの高温ナトリウム二次電
池側面に、電気絶縁層を施こすようにしたものである。

【００１６】すなわちこのように形成された高温ナトリ
ウム二次電池モジュールであると、断熱容器が、側壁と
底部とから成る箱状の容器本体と、該容器本体に被せら
れ、側壁と天井とから成る箱状の蓋とから形成され、か
つ前記電気端子の容器本体部における引き出し部分が、
前記蓋の側壁下端よりも上部に位置するように形成され
ているので、すなわち電気端子出入口の外側には蓋の側
壁があり、電気端子出入口が蓋の側壁で保護されている
ために、放水や浸水によっても断熱容器内部に浸水する
可能性は小さく、放水や浸水に対して安全性が高い。ま
た、蓋の側壁によって前記電気端子出入口の伝熱が抑制
されているため、この部分の断熱性能を比較的高く保つ
ことができ、断熱容器内の温度分布が均一で、モジュー
ルの信頼性を高くできる。

【００１７】さらに、高温ナトリウム二次電池の下端か
ら正極容器の上端までの距離ｈと、断熱容器の本体部の
底部上面から蓋の天井下面までの距離Ｈとの関係が、Ｈ
＞ｈ≧０．５Ｈの関係を満たすように形成されているの
で、例えば洪水のようにモジュール全体が完全に水没す
る場合にも、高温ナトリウム二次電池を構成する絶縁性
セラミックスの破損を防ぎ、モジュールの安全性を確保
することが可能となる。すなわち、この場合、（２７３
℃＋４０℃）／（２７３℃＋３５０℃）＞０．５のた
め、約３５０℃以下で使用されるモジュールが水没後、
室温付近の４０℃まで冷却されて断熱容器内の空気の圧
力が低下し、断熱容器内部へ浸水したとしても、水面の
高さは正極容器の上端以下の高さに制限される。この結
果、絶縁性セラミックスが高温で直接水に浸かる恐れが
無くなり、絶縁性セラミックスが健全に保たれて、洪水
に対するモジュールの信頼性が飛躍的に向上する。

【００１８】なお、容器本体の側壁と蓋の側壁との間に
電気端子を通すことにより、電気端子が断熱性に優れた
側壁間を通る部分の長さが長くできて、断熱性能の向上
がもたらされる。このためには電気端子を容器本体の側
壁上部と蓋の天井との間を通すか、あるいは、容器本体
に貫通孔を設けて、そこに電気端子を通せばよい。ま
た、容器本体の側壁または／および蓋の側壁や天井に電
気端子を通すための溝を設けることにより、容器本体に
蓋をかぶせた際の容器本体と蓋との密着性が良くなり、
断熱性能の一層の向上がもたらされる。これらの断熱性
能の向上の結果、断熱容器内の温度分布が均一となり、
高温ナトリウム二次電池モジュールの信頼性が高くでき
る。

【００１９】また、断熱容器の内部で、かつ高温ナトリ
ウム二次電池の上部，若しくは少なくとも前記電気端子
の上部に、水分不通の覆いを設けた高温ナトリウム二次
電池モジュールであると、高温ナトリウム二次電池の上
部あるいは電気端子の上部に水分不通の覆い，すなわち
水よけの覆いが設けられているため、放水や洪水などに
よって断熱容器の本体と蓋との隙間から水が浸入して
も、電池上部や電気端子の上部に直接水がかかる恐れは
ない。このため、急激な水冷却による電池破損の恐れや
電気端子の短絡の恐れがなくなって、高温ナトリウム二
次電池モジュールの信頼性や安全性が向上する。また、
大水などの際に断熱容器内への浸水を防いで高温ナトリ
ウム二次電池モジュールの安全性を高めるには、断熱容
器に設けた電気端子の出入口の鉛直方向の高さを高温ナ
トリウム二次電池の高さより高くするか、同程度の高さ
まで高くすることが望ましい。さらに、高温ナトリウム
二次電池の一部を構成する絶縁性セラミックスが高温ナ
トリウム二次電池の上部に設けられることが望ましい。
なお、この場合にも、断熱容器上部へ放水したり、断熱
容器が冠水すると、電気端子の出入口から浸水するが、
前記覆いを設けることにより、電池上部に水がかかるの
を防ぎ、高温ナトリウム二次電池モジュールの安全性を
高く保つことができるのである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図１にはその高温ナトリウム二
次電池モジュールが断面で示されている。１は高温ナト
リウム二次電池、２はこれを収納する断熱容器である。
断熱容器２には、断熱性能が優れている理由により真空
断熱容器が普通用いられる。また、図示されていない
が、断熱容器の内面には加熱用のヒータが取り付けられ
る。

【００２１】断熱容器２は、側壁２１１と底部２１２と
から成る箱状の容器本体２１に、側壁２２１と天井２２
２とから成る箱状の蓋２２をかぶせた構造を持ってお
り、図１の構造では、電気端子３は、容器本体の側壁上
部と蓋の天井との間、および容器本体の側壁２１１と蓋
の側壁２２１との間を通って、外部へ延びている。すな
わち、電気端子３の容器本体部における引き出し部分
が、蓋の側壁２２１の下端よりも上部に位置するように
形成されている。なお、図示されていないが、容器本体
の側壁２２１の比較的高い位置に貫通孔を設けて、貫通
孔に電気端子を通した後、容器本体の側壁と蓋の側壁と
の間を通して外部へ延ばすこともできる。

【００２２】また、４は絶縁材で、電気端子と断熱容器
とを電気絶縁するとともに、電気端子設置部の断熱性能
を向上するために設けてある。さらに、５は絶縁板で、
電池と断熱容器との間を電気絶縁している。

【００２３】前述したように、電気端子出入口３０を蓋
の側壁下端よりも上部に位置するように形成することに
より、放水や浸水に対する安全性は高められ、かつ、電
気端子出入口の断熱性能を比較的高く保つことができ、
断熱容器内の温度分布を均一にすることができる。

【００２４】図２は、本発明の高温ナトリウム二次電池
モジュールの構造の他の例であり、図１と同じ符号で示
したものは同じ内容を示している。この図においては、
容器本体の側壁２１１に、電気端子３の延び方向に延び
た溝６が設けられており、電気端子３はこの溝を通って
外部へ延びている。また、溝には絶縁材を設けて、電気
端子を電気絶縁するとともに、この部分の断熱性能を高
めている。なお、７は電池間に充填した乾燥砂やセラミ
ックス粉末、シラスバルーンのような中空粒子である。
このように電気端子を通す溝を設けることにより、容器
本体と蓋の密着性を高め、断熱容器の断熱性能の向上と
内部温度の一層の均一化を図ることができる。なお、図
示されていないが、溝は蓋の天井や蓋の側壁に設けるこ
ともできる。

【００２５】一方、図３は図１の高温ナトリウム二次電
池モジュールに用いられる高温ナトリウム二次電池の構
造例を示している。図において、１１は負極活物質のナ
トリウム、１２はナトリウムイオン導電性の固体電解質
袋管であり、この固体電解質袋管には普通β”アルミナ
焼結体が用いられる。１３は、負極容器１４、正極容器
１５と接続されたアルミナなどの絶縁性セラミックスで
ある。なお、この絶縁性セラミックスは固体電解質袋管
の開口部付近にガラス接合され、アルミニウムや鉄、Ｓ
ＵＳ、または、これらの表面にクロムやモリブデン、チ
タンなどを主体とする耐食層が設けられた負極容器や正
極容器と熱圧接接合されるのが一般的である。

【００２６】なお、この図では負極容器と正極容器とは
絶縁性セラミックスによって、前者が上に、後者が下に
なるように分離されているが、前者が内側に後者が外側
になるように配置することもできる。また、１６は正極
活物質であり、ナトリウム硫黄電池の場合には、硫黄や
多硫化ナトリウムがカーボンマットに含浸して用いら
れ、電池は約３３０〜３５０℃の温度で普通運転され
る。

【００２７】なお、正極活物質としては、セレン、テル
ルや金属元素のハロゲン化物が用いられることもある。
また、１７は負極に設けた底孔のあいたナトリウム容器
である。さらに、ナトリウム容器１７にはナトリウムと
ともにアルゴン、窒素などの不活性ガスが封入されてお
り、このガス圧によって固体電解質袋管１２とナトリウ
ム容器１７とのギャップにナトリウムが供給されてい
る。

【００２８】また、図４は図２に示した高温ナトリウム
二次電池モジュールに用いられる高温ナトリウム二次電
池の他の構造例を示しており、図３と同じ符号で示した
部品は同じ内容を示している。この図においては、負極
容器１４と正極容器１５とは絶縁性セラミックス１３に
よって、前者が内側に後者が外側になるように分離され
ている。

【００２９】これらの高温ナトリウム二次電池モジュー
ルと高温ナトリウム二次電池の構造において、図示した
ように、高温ナトリウム二次電池の下端から正極容器の
上端までの距離ｈと、断熱容器の本体部の底部上面から
蓋の天井下面までの距離Ｈとの関係が、Ｈ＞ｈ≧０.５
Ｈの関係を満たすように形成されている。このように形
成すれば、洪水などでモジュールが完全に水没しても、
室温付近まで絶縁性セラミックスが水に直接浸かる恐れ
が無くなり、洪水に対するモジュールの信頼性が飛躍的
に向上する。

【００３０】なお、断熱容器に設けた絶縁板５が気密
で、かつ断熱容器の底に完全に敷き詰められている場
合、この部分の体積は考慮する必要が無くなり、Ｈとし
ては断熱容器の底部上面からでなく、絶縁板５の上面か
らの値を用いればよい。但し、実際には完全には敷き詰
められない場合も起こりうるため、絶縁板の部分の体積
を考慮から外す代わりに、図１、図２の様にＨとして断
熱容器の底部上面からの値を用いることで、断熱容器内
への浸水に対して安全側の設計をすることができる。さ
らに、絶縁性セラミックスとしてアルミナを用いる場
合、アルミナは普通１００℃以下であれば水に浸かって
も破損しないため、（２７３℃＋１００℃）／（２７３
℃＋３５０℃）＝約０.６であることを考慮して、ｈ≧
０.４Ｈとすることもできる。勿論、ｈ≧０.５Ｈにすれ
ば、前述の条件に対して安全側の設計となる。

【００３１】また、図５は本発明の高温ナトリウム二次
電池モジュールの構造の他の例を示しており、図１と同
じ記号で示したものは同じ内容を示している。この図に
おいて、８は金属製の水よけの覆いであり、電気端子の
出入口３０からの浸水に対して、高温ナトリウム二次電
池１および電池間を接続する電気端子を保護している。
また、この覆い８は絶縁板９によって、高温ナトリウム
二次電池との絶縁が保たれている。さらに、１０は覆い
８の上に設けられたヒータである。なお、この構造にお
いても、Ｈ＞ｈ≧０.５Ｈとすることにより、図１と同
様な効果を得ることができる。

【００３２】さらに、図６も本発明の高温ナトリウム二
次電池モジュールの構造の他の例を示しており、図２、
図５と同じ記号で示したものは同じ内容を示している。
なお、２３は断熱容器の蓋である。この構造において
は、電気端子の出入口３０は断熱容器本体の側壁２１１
に設けられた貫通孔となっており、この出入口３０、お
よび断熱容器本体の側壁２１１と蓋２３との隙間からの
浸水に対して、覆い８によって高温ナトリウム二次電池
１は保護されている。

【００３３】なお、このようにモジュール内上部に水を
通さない覆い、すなわち水よけの覆いを設けたモジュー
ルに用いる高温ナトリウム二次電池として図３，４に示
したように上部に絶縁性セラミックス１３を設けたもの
を用いれば、モジュール内に浸水した場合にも覆いによ
って絶縁性セラミックスに直接水がかかる恐れが無く、
浸水に対する信頼性が高い。またモジュール内に多量の
水が侵入した場合にも覆いの効果によって電池の中部か
ら下部がまず水と接触し、その効果で電池温度が低下し
た後に絶縁性セラミックスに水が接触するため、耐熱衝
撃性の比較的低い絶縁性セラミックスの浸水に対する信
頼性を大幅に高めることができる。

【００３４】具体例として、１本当たりの容量約４８０
Ｗｈ、定格出力約６０Ｗ、高さ約４０ｃｍ、電池下端か
ら正極容器上端までの距離ｈが約３５ｃｍのナトリウム
硫黄電池を用い、電池２１６本を縦約１ｍ、横約１.５
ｍ、高さ約０.６ｍの真空断熱容器に入れて、図２に示
した構造と類似の容量約１００ｋＷｈのモジュールを得
た。

【００３５】なお、この場合、電気端子としてはアルミ
ニウム製のブスバを用い、ガラスウールで絶縁して容器
本体に設けた溝を通して外部へ電気端子を取り出した。
容器本体の底から蓋の天井までの距離Ｈは約５０ｃｍ、
電気端子が容器本体の側壁と蓋の側壁の間を通過する距
離は約４０ｃｍであった。この高温ナトリウム二次電池
モジュールにおいては、モジュール内部の温度分布は±
２.５℃と極めて均一で、温度分布に起因する内部循環
電流が小さくでき、信頼性の高いモジュールが実現でき
た。また、洪水を模擬して断熱容器を上部まで冠水さ
せ、室温まで冷却したところ、断熱容器内部へ侵入した
水の高さは正極容器上端の高さ以下で、絶縁性セラミッ
クスが水に直接浸かることはなく、セラッミックスの破
損などの問題は全く起こらなかった。

【００３６】さらに、上に述べた構造のナトリウム硫黄
電池モジュールを用いて、信頼性や安全性の高い、電力
貯蔵装置、電気自動車、非常用電源、無停電電源、電力
系統のピークシフト装置、周波数・電圧安定化装置など
の電源システムを実現することができる。

【００３７】以上種々説明してきたように、このように
形成された高温ナトリウム二次電池モジュールである
と、電気端子出入口の外側に蓋の側壁２２１があって、
電気端子出入口がこの蓋の側壁で保護されているため
に、放水や浸水によっても断熱容器内部に浸水する可能
性は極めて小さく、放水や浸水に対して安全性が高い。
また、蓋の側壁２２１によって前記電気端子出入口の伝
熱が抑制されているため、この部分の断熱性能を比較的
高く保つことができ、断熱容器２内の温度分布が均一
で、モジュールの信頼性を高くできる。

【００３８】さらに、高温ナトリウム二次電池の下端か
ら正極容器の上端までの距離ｈと、断熱容器２の本体部
の底部上面から蓋２２の天井下面までの距離Ｈとの関係
がＨ＞ｈ≧０．５Ｈの関係に形成されているので、例え
ば洪水のようにモジュール全体が完全に水没する場合で
あっても、高温ナトリウム二次電池を構成する絶縁性セ
ラミックスの破損を防ぎ、モジュールの安全性を確保す
ることが可能となるのである。

【００３９】また、断熱容器の内部で、かつ高温ナトリ
ウム二次電池の上部や電気端子の上部に、水分不通の覆
いを設けた高温ナトリウム二次電池モジュールである
と、放水や洪水などによって断熱容器内に水が侵入して
も電池上部や電気端子に直接水がかかる恐れはなく、電
池破損や短絡の恐れがなくなって、高温ナトリウム二次
電池モジュールの信頼性や安全性が向上する。

【００４０】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、断熱容器内の温度分布が均一で、かつ浸水や冠水に
対して安全性および信頼性の高い高温ナトリウム二次電
池モジュールを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高温ナトリウム二次電池モジュールの
一実施例を示す縦断側面図である。

【図２】本発明の高温ナトリウム二次電池モジュールの
他の実施例を示す縦断側面図である。

【図３】高温ナトリウム二次電池の例を示す縦断側面図
である。

【図４】高温ナトリウム二次電池の例を示す縦断側面図
である。

【図５】本発明の高温ナトリウム二次電池モジュールの
他の実施例を示す縦断側面図である。

【図６】本発明の高温ナトリウム二次電池モジュールの
他の実施例を示す縦断側面図である。

【符号の説明】 １…高温ナトリウム二次電池、２…断熱容器、２１…容
器本体、２２…蓋、３…電気端子、６…溝、８…覆い、
１０…ヒータ、１１…ナトリウム、１２…固体電解質袋
管、１３…絶縁性セラミックス、１４…負極容器、１５
…正極容器、３０…電気端子出入口、２１１…容器本体
の側壁、２２１…蓋の側壁。

フロントページの続き (72)発明者 床井 博見 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 平沼 健 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 綿引 直久 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断熱容器と、該断熱容器内に収納された
   高温ナトリウム二次電池と、該高温ナトリウム二次電池
   の電極から引き出される電気端子とを備え、前記電気端
   子が、前記断熱容器外に引き出されるように形成されて
   いる高温ナトリウム二次電池モジュールにおいて、 前記断熱容器が、側壁と底部とから成る箱状の容器本体
   と、該容器本体に被せられ、側壁と天井とから成る箱状
   の蓋とから形成されるとともに、前記電気端子の容器本
   体部における引き出し部分が、前記蓋の側壁下端よりも
   上部に位置するように形成したことを特徴とする高温ナ
   トリウム二次電池モジュール。
2. 【請求項２】 断熱容器と、該断熱容器内に収納された
   高温ナトリウム二次電池と、該高温ナトリウム二次電池
   の電極から引き出される電気端子とを備え、前記高温ナ
   トリウム二次電池が、絶縁性セラミックスによって上下
   または内外に分離された負極容器と正極容器とから構成
   され、かつ前記高温ナトリウム二次電池の電気端子が、
   前記断熱容器外に引き出されるように形成されている高
   温ナトリウム二次電池モジュールにおいて、 前記断熱容器が、側壁と底部とから成る箱状の容器本体
   と、該容器本体に被せられ、側壁と天井とから成る箱状
   の蓋とから形成されるとともに、前記電気端子の容器本
   体部における引き出し部分が、前記蓋の側壁下端よりも
   上部に位置するように形成されるとともに、前記高温ナ
   トリウム二次電池の下端から前記正極容器の上端までの
   距離ｈと、前記断熱容器の本体部の底部上面から前記蓋
   の天井下面までの距離Ｈとの関係がＨ＞ｈ≧０．５Ｈの
   関係を満たすように形成されていることを特徴とする高
   温ナトリウム二次電池モジュール。
3. 【請求項３】 高温ナトリウム二次電池を断熱容器内へ
   収納した高温ナトリウム二次電池モジュールにおいて、 前記断熱容器が側壁と底部とから成る箱状の容器本体に
   側壁と天井とから成る箱状の蓋をかぶせた構造を持ち、
   前記高温ナトリウム二次電池から前記断熱容器の外側へ
   電気端子が延び、前記容器本体に設けた前記電気端子出
   入口が前記蓋の側壁下端よりも上部に位置するととも
   に、前記高温ナトリウム二次電池が少なくともナトリウ
   ムと、固体電解質袋管と、前記固体電解質袋管の開口部
   付近に接続された絶縁性セラミックスと、前記絶縁性セ
   ラミックスに接続され、これによって上下または内外に
   分離された負極容器と正極容器とから構成され、前記高
   温ナトリウム二次電池の下端から前記正極容器の上端ま
   での距離ｈと、前記断熱容器の本体部の底部上面から前
   記蓋の天井下面までの距離Ｈとの関係がＨ＞ｈ≧０．５
   Ｈの関係を満たすことを特徴とする高温ナトリウム二次
   電池モジュール。
4. 【請求項４】 前記電気端子が、前記容器本体の側壁上
   部と前記蓋の天井との間、および前記容器本体の側壁と
   前記蓋の側壁との間を通り、前記断熱容器の外側へ引き
   出されるように形成されたものである請求項１，２また
   は３記載の高温ナトリウム二次電池モジュール。
5. 【請求項５】 前記電気端子が、前記容器本体の側壁に
   設けられた貫通孔、および前記容器本体の側壁と前記蓋
   の側壁との間を通り、前記断熱容器の外側へ引き出され
   るように形成されたものである請求項１，２または３記
   載の高温ナトリウム二次電池モジュール。
6. 【請求項６】 前記容器本体の側壁または／および前記
   蓋の側壁や天井に、前記電気端子を通すための溝が設け
   られ、この溝に絶縁材を介して前記電気端子が埋設され
   たものである請求項４または５記載の高温ナトリウム二
   次電池モジュール。
7. 【請求項７】 前記断熱容器の内部で、かつ前記高温ナ
   トリウム二次電池の上部、若しくは少なくとも前記電気
   端子の上部に、水分不通の覆いを設けるようにしたもの
   である請求項１乃至６いずれかの項に記載の高温ナトリ
   ウム二次電池モジュール。
8. 【請求項８】 断熱容器と、該断熱容器内に収納された
   高温ナトリウム二次電池と、該高温ナトリウム二次電池
   の電極から引き出される電気端子とを備え、前記高温ナ
   トリウム二次電池の電気端子が、前記断熱容器外に引き
   出されるように形成されている高温ナトリウム二次電池
   モジュールにおいて、 前記断熱容器の内部で、かつ高温ナトリウム二次電池の
   上部，若しくは少なくとも前記電気端子の上部に、水分
   不通の覆いを設けるようにしたことを特徴とする高温ナ
   トリウム二次電池モジュール。
9. 【請求項９】 前記高温ナトリウム二次電池を構成する
   絶縁性セラミックが、高温ナトリウム二次電池の上部に
   設けられているものである請求項８記載の高温ナトリウ
   ム二次電池モジュール。
10. 【請求項１０】 前記断熱容器に設けられている電気端
    子の出入口の鉛直方向の高さが、前記高温ナトリウム二
    次電池の高さと略同じか若しくはそれ以上である請求項
    ８または９記載の高温ナトリウム二次電池モジュール。
11. 【請求項１１】 前記覆いに、高温ナトリウム二次電池
    を加熱する電池加熱用ヒータが取付けられたものである
    請求項７，８，９または１０記載の高温ナトリウム二次
    電池モジュール。
12. 【請求項１２】 前記覆いは、その高温ナトリウム二次
    電池側面に、電気絶縁層が施されたものである請求項
    ７，８，９，１０または１１記載の高温ナトリウム二次
    電池モジュール。
13. 【請求項１３】 請求項１乃至１２のいずれかの項に記
    載した高温ナトリウム二次電池モジュールを、電力貯蔵
    装置、電気自動車、非常用電源、無停電電源、電力系統
    のピークシフト装置、周波数・電圧安定化装置のいずれ
    かに用いるようにしたことを特徴とする電源システム。